“屋坚强”只是个案不必夸大

    二薄弱的榫卯及其“可活动性”
    几乎众口一词的是中国古建筑的抗震性能很大一部分要归因于榫卯连接的“可活动性”。
    事实上，越是精妙的榫卯，就越会把木构件的连接部位搞得“千疮百孔”、“孤立无援”，破坏了木材原有的力学特性，而这些构件的连接部位往往都是受力的关键部位。以清式建筑为例，角柱、中柱、瓜柱、老角梁、递角梁、踩步金、搭交箍头枋、搭交平板枋、搭交檩等构件的连接部位都非常薄弱、受力不合理。
    《中国古建筑木作营造技术》[7]对常见榫卯做过一些简要的受力分析④：
    燕尾榫(黑体字)凡是枋或随梁一类构件几乎都使用燕尾榫……当屋面荷载过大、檩子(或梁)弯曲时，其下的枋或随梁也会随之弯曲。枋两端的榫子，此时受到两个方向的力，一是剪切力、一是拉力。这两种力都会作用在燕尾榫根部，这样，就要求榫子根部要保证足够的断面，才能符合受力要求。但是木结构在满足这方面要求的〔确〕是有困难的，枋(或随梁)与柱头相交的榫过大、过厚，会使柱头卯口过大、过深，影响柱头的整体性，消弱柱头承受各种外力的能力。因此，在考虑燕尾榫断面大小时，还必须兼顾到柱头的整体性问题。——无疑，这是一个两难的选择。
    半榫(黑体字)多用于中柱，山柱两侧插梁的后尾，它主要受剪切力和拉力，但是它的构造却决定了，这种榫卯几乎没有拉结功能，如果要使它具有拉结功能，必须加辅助构件，这就是常常伴随半榫节点而出现的雀替和替木。——添加雀替或替木虽然可以在一定程度上解决半榫的拉结问题，但同时却带来柱头卯口过大的新问题。
    十字卡腰榫(黑体字)用于搭交檐檩、搭交金檩、搭交挑檐檩等。各种搭交檩子，节点处所受的力主要是拉力。来自两个方向的檩木扣搭相交后，节点处的断面要损失3/4左右，仅剩下约1/4(着重号)。在一般情况下是没有大问题的。但当受到地震等较大外力作用时，则有时出现节点榫子被拉断的现象。——与此相类的还有十字刻半榫、箍头榫(黑体字)等，很难想象这样的榫卯连接方式在“设计时就考虑到了抗震”[5]。
    难能可贵的是该书作者并未拘泥于实践经验，而是指出这些分析“仅是对榫卯受力情况以及功能做大致分析，至于榫卯节点的结构分析，则需要另外深入研究并进行节点试验。”[7]与“所有构件的(榫卯)节点都是绞结”[5]之类的信口开河相比，这才是科学的态度。
    笔者曾经参加过独乐寺观音阁的测绘及研究，发现其中的叉柱造也是极不合理的一种榫卯连接。所谓叉柱造是将上层的柱根劈成四瓣，插入下层铺作。看似构思精巧，但经过地震的晃动，几乎所有叉柱造的柱根都被劈裂，基本无法修复，加固难度也很高。与其相类的，还有清式建筑的灯笼榫、套顶榫等。
    有古建筑结构模型静力实验发现，“木结构受力破坏的过程，基本上是节点破坏的过程，材料并未达到塑性，可称之为结构破坏”。在这个实验中“结构破坏主要是由于边排立柱两端连接较弱，发生脱卯，结构整体性削弱引起的。”因此采取抗震措施的关键之一是“加强各构件之间的连接，提高结构刚度充分发挥材料的力学性能，使结构最终达到材料破坏”[8]。这个实验一方面印证了榫卯是木结构体系中的薄弱环节，是产生结构破坏的根本原因;另一方面它提出的补救措施实际上等于否定了榫卯“可活动性”的意义。
    笔者认为，因为缺乏与其他结构和节点形式的比较研究，这个实验得出的“(木)结构在受极限荷载前……具有较大的韧性和抗震性能”[8]的结论说明不了任何问题。因为任何结构在达到其极限荷载前都可以表现出一定的抗震性能。只有将不同结构所能承受的极限荷载的大小进行比较，才能证明不同结构之间的优劣;同样，只有将不同结构的结构破坏与材料破坏的先后顺序进行比较，才能证明不同节点之间的优劣。
    另一项实验研究的结果表明“古建筑因柱根滑移而隔震”[8]。殊不知讲究的柱顶石或管脚、或插扦、或套顶，即便不做榫卯，也要将柱顶盘与柱根的接触面凿毛，以增大摩擦，其目的恰恰是为了防止柱根产生滑移。
    事实上，榫卯结构的“可活动性”不过是一种无奈，并非古人有意为之，相反却是要尽力避免的。这一点还可以从古代家具的制作中得到佐证⑤。
    众所周知，明清家具多用材质坚硬的“硬木”制作，除了木纹美观的因素外，更因为坚硬的木质配合鱼鳔等粘接剂，可以保证家具的榫卯连接牢固而不可活动。因此，榫卯的有效性基本上取决于木料本身的质地、强度。换个角度试想，如果中国古人找到了一个不用榫卯就能做出(接近)刚性连接办法的话，当然也就没有必要追求用硬木来制作家具了。由此看来，中国人沾沾自喜的榫卯连接，其实不过是靠天吃饭的本事。
    中国古人建房时，也会在可能的条件下尽量使用名贵木材。可以认为，这种做法一方面要尽可能发挥其材质的力学特性;另一方面也说明古人追求房屋的坚固，并不希望榫卯连接有“可活动性”。从中国古代的科学技术水平来看，无法想象中国古人会以房屋可能在非地震外力下造成形变为代价，预留出榫卯连接一定的“可活动性”达到抗震;更无法想象古人可以精确地控制房屋只在达到一定的地震裂度时才发生形变。他们所能做的就是力所能及地使房屋更加坚固。
    换句话说，中国古人无非是用制作家具的办法来造房子。所以建造宫殿就要疯狂地砍伐楠木等名贵木材。用不了好木头的房屋，就只能任其衰朽。榫卯连接更多是不得已而为之，无法肯定这种“柔性”连接是一种有目的的抗震方式。
    三斗拱“抗震性能”的悖论
    《中国古代建筑技术史》记载，“对海城地震区寺庙建筑的震害调查表明，有斗拱的建筑震害较轻，无斗拱的建筑震害较重。”有实例如“山西襄汾寿圣寺碑记元大德七年地震‘此寺僧房廊房厨房一无所有，惟楼殿幸蒙孑存’。”该书认为，其原因是“佛寺建筑的一般格局是楼殿为主体，多有斗拱，标准较高，僧房廊房厨房等次要建筑，一般无斗拱，受震以后‘一无所有’。而楼殿却能‘孑存’，说明斗拱能起部分抗震作用”[4]。
    从逻辑上讲，相关的事件不等于有因果关系。因此可以说，在未做出科学的比较之前，并不能想当然地认为古建筑是否被破坏与是其否带斗拱可以构成必然的因果关系。这一结论显然没有考虑主要殿堂与低等级附属建筑在建筑用材、结构选型、建筑质量、维修保养等其他方面的区别，因而“斗拱能起部分抗震作用”的结论并不一定能够成立。
    尽管有试验结果表明“斗拱因弹塑性变形和摩擦滑移消耗掉大量地震能，减轻了结构震害”[8]，但这种先入为主的研究，因为缺乏比较，仍无法证明带斗拱建筑的抗震性能优于其他形式(如不带斗拱的建筑、三角屋架等)。显然，这样的研究说服力不足。
    关于斗拱“抗震性能”的探讨存在着一个悖论。即，如果中国古人确实认识到斗拱有较强的抗震作用的话，那么就不应该出现明清以来斗拱结构机能的减退的现象。而如果以明清时期梁柱构架的整体性得到加强来做解答，只能进一步证明古人在实践中发现，斗拱的抗震性能有限，还是提高结构的整体性更为有利。当然，笔者无法证实这种“改进”是古人针对抗震而有意为之的。
    四子虚乌有的“柔性”抗震智慧
    柔性结构的抗震优势，现代建筑已经有明确的研究。由前文的分析可知，榫卯、斗拱的抗震性能并不确定，因此，以榫卯、斗拱的“柔性”来论证中国古建筑的木结构包含着“以柔克刚”的抗震智慧的做法，无非是想攀上现代建筑的“高枝”。
    当然，不可否认的是在中国“传统的建筑技法当中，包含着抗震、防震的作用”[4]。以独乐寺观音阁为例，根据罗哲文先生的总结主要有以下八点：“一、基础坚实匀称;二、梁架用材尺度得当;三、柱网布置谨严一体;四、双层套框式梁柱构架;五、柱子侧脚、生起的稳定作用;六、不同形式井口的配置;七、暗层内斜撑构件的增加;八、榫卯结合严实，紧而不固”⑥。
    其中第一、二、三、四、五、八点都是建造房屋的基本要求，可以说，所有建筑都可能或本应做到，其目的在于使房屋稳定、坚固，当然也能在一定程度上起到抗震、防震的作用。只有第六、七点是观音阁所特有的构造措施，其目的是加强结构的整体空间刚度，这样的措施当然会有利于抗震，但却明显与“以柔克刚”的“抗震智慧”背道而驰。
    《中国古代建筑技术史》认为像独乐寺观音阁那样的一些“尺度较高，体量较大的建筑物……重心较高，自重较大……其抗震能力反而较高，这雄辩地证明了我国古代建筑在抗震防震技术方面是有着高度的成就和重大的贡献的。”[4]由以上分析可知，这些建筑“抗震”的奥妙其实在于建筑等级较高，由此导致用材和结构选型较好，施工质量也较高，以及采取了加强整体空间刚度的特殊构造措施。这些“奥妙”并不是所有古建筑都具备的，所以《古建筑木结构维护与加固技术规范》才会规定明确的抗震加固要求，以提高建筑物的整体刚度[9]。
    同理，所谓中国古建筑“刚柔相济”的抗震原理，也是不能成立的。因为被总结出来的古建筑抗震经验及加固要求都是在加强刚性、克服柔性，与“建筑物的抗震主要是增强建筑物的整体空间刚度”[4]的基本原则是一致的。
    最为重要的是，中国古建筑主要是通过预留大量的冗余来保证结构安全的。这种做法经验有余而科学不足。